(57)【要約】【課題】  導電性の低い溶媒中の医薬物や有毒物質を、低コストで、不活性化させる。【解決手段】  水処理システムでは、貯留槽３内の消毒液、抗生物質、抗悪性腫瘍剤といった医薬物、または、導電性の低い溶媒中に存在する有毒物質（対象物）と、水貯留槽５内の水と、乳化剤貯留槽６内の界面活性剤とが、混合槽４に導入され、ホモジナイザで均一化された後、電解槽１で電解処理を施される。これにより、対象物が、ミセルに内包された形で被処理水内に存在し、電解処理を施され、不活性化される。【選択図】        図１
2006218400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を収容する混合槽と、
前記混合槽に収容される被処理水に、処理対象の物質を添加する第一の添加手段と、
前記混合槽に収容される被処理水に、乳化剤を添加する第二の添加手段と、
前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水に浸される電極対とを含む、電気分解装置。
【請求項２】
前記第二の添加手段の添加する乳化剤は、水中油型の界面活性剤である、請求項１に記載の電気分解装置。
【請求項３】
前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水を均一化するために混合するホモジナイザをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項４】
前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加された被処理水を均一化するために混合するホモジナイザと、
前記ホモジナイザで混合された被処理水および処理対象の物質を亜臨界状態にする亜臨界装置と、
前記電極対を設置され、前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水が導入される電解槽とをさらに含み、
前記第二の添加手段は、前記亜臨界装置によって亜臨界状態にされた被処理水および処理対象の物質に対して、乳化剤を添加する、請求項１または請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項５】
前記亜臨界装置は、前記ホモジナイザで混合された被処理水および処理対象の物質を１００〜３７４℃に加温する反応器を備える、請求項４に記載の電気分解装置。
【請求項６】
前記亜臨界装置は、前記反応器で加温された被処理水および処理対象の物質を常温以下に冷却する冷却器をさらに備える、請求項５に記載の電気分解装置。
【請求項７】
前記冷却器で冷却された被処理水および処理対象の物質が導入される管上に設置され、前記反応器中の圧力を２２．１メガパスカル以下にする背圧弁をさらに含む、請求項６に記載の電気分解装置。
【請求項８】
前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水が導入され、前記電極対が設置される電解槽と、
前記電解槽に導入される前に被処理水が通過する管上に設置されたエゼクタとをさらに含み、
前記第一の添加手段は、前記エゼクタを介して、処理対象の物質を被処理水に添加し、
前記第二の添加手段は、前記エゼクタを通過した後の被処理水に、乳化剤を添加する、請求項１または請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項９】
前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水が導入され、前記電極対が設置される電解槽と、
前記電解槽から被処理水を導入され、前記電解槽から導入された被処理水を前記電解槽に戻す循環水路と、
前記循環水路上に設置されたエゼクタとをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項１０】
前記エゼクタは、第一のエゼクタと第二のエゼクタを備え、
前記第一の添加手段は、前記第一のエゼクタを介して、被処理水に処理対象の物質を添加し、
前記第二の添加手段は、前記第二のエゼクタを介して、被処理水に乳化剤を添加する、請求項９に記載の電気分解装置。
【請求項１１】
処理対象の物質を電気分解する電気分解方法であって、
被処理水に、前記処理対象の物質を添加するステップと、
被処理水に、乳化剤を添加するステップと、
前記処理対象の物質および乳化剤を添加された被処理水に対して、電気分解を行なうステップとを含む、電気分解方法。
【請求項１２】
前記処理対象の物質と前記乳化剤を添加された被処理水を、ホモジナイザで均一化するステップをさらに含み、
前記電気分解を行なうステップでは、前記ホモジナイザで均一化された後の被処理水に対して、電気分解を行なう、請求項１１に記載の電気分解方法。
【請求項１３】
前記処理対象の物質を添加された被処理水を、ホモジナイザで均一化するステップと、
前記ホモジナイザで均一化された被処理水を、亜臨界状態にするステップとをさらに含み、
前記乳化剤を添加するステップでは、前記亜臨界状態にされた被処理水に、乳化剤を添加する、請求項１１に記載の電気分解方法。
【請求項１４】
前記処理対象の物質を添加するステップでは、エゼクタと介して、被処理水に処理対象の物質を添加し、
前記乳化剤を添加するステップでは、前記処理対象の物質を添加された被処理水に、乳化剤を添加する、請求項１１に記載の電気分解方法。
【請求項１５】
前記処理対象の物質を添加するステップでは、第一のエゼクタを介して、被処理水に前記処理対象の物質を添加し、
前記乳化剤を添加するステップでは、前記第一のエゼクタとは異なる第二のエゼクタを介して、被処理水に前記乳化剤を添加する、請求項１１に記載の電気分解方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気分解装置および電気分解方法に関し、特に、有機溶剤中の有機化合物など、導電性の低い溶媒中の有毒物質の処理を行なうための、電気分解装置および電気分解方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被処理水に対して電気分解（以下、「電解」と略す）を行なうことにより、被処理水中の化合物の構造を変化させ、これにより、水処理を行なう技術が利用されている。
【０００３】
特に、特許文献１には、排水中に含まれる消毒液や抗生物質、抗悪性腫瘍剤といった医薬物を、電解によってその構造の一部を分解または変形させることにより、不活性化させる技術が開示されている。なお、特許文献１では、それまで焼却法によって不活性化させていた医薬物を電解によって不活性化させることにより、不活性化のためのコストを抑えることができる旨が言及されている。
【特許文献１】特開２００４−１８１３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電解は、一般的には、電極対が、電解質を溶解させた水等の、比較的導電率の高い溶液に浸されることによって、行なわれる。このことから、従来、有機溶剤中の有機化合物など、導電性の低い溶媒中の有毒物質（たとえば、ＰＣＢ（Poly Chlorinated Biphenyl））については、電解処理が難しく、焼却や超臨界分解などで、不活性化のための処理がなされていた。
【０００５】
焼却法では、有機物質を灰化させるためには、１１００℃以上の高温での焼却を行なう必要がある。このことから、焼却法は、設備導入のために莫大な費用を要し、また、消費燃料が大きいためにランニングコストが非常に高く、経済的観点において好ましいとは言い難かった。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、導電性の低い溶媒中の医薬物や有毒物質を、低コストで、不活性化させることのできる電気分解装置および電気分解方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある局面に従った電気分解装置は、被処理水を収容する混合槽と、前記混合槽に収容される被処理水に、処理対象の物質を添加する第一の添加手段と、前記混合槽に収容される被処理水に、乳化剤を添加する第二の添加手段と、前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水に浸される電極対とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に従った電気分解装置では、前記第二の添加手段の添加する乳化剤は、水中油型の界面活性剤であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に従った電気分解装置は、前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水を均一化するために混合するホモジナイザをさらに含むことが好ましい。
【００１０】
また、本発明に従った電気分解装置は、前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加された被処理水を均一化するために混合するホモジナイザと、前記ホモジナイザで混合された被処理水および処理対象の物質を亜臨界状態にする亜臨界装置と、前記電極対を設置され、前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水が導入される電解槽とをさらに含み、前記第二の添加手段は、前記亜臨界装置によって亜臨界状態にされた被処理水および処理対象の物質に対して、乳化剤を添加することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に従った電気分解装置では、前記亜臨界装置は、前記ホモジナイザで混合された被処理水および処理対象の物質を１００〜３７４℃に加温する反応器を備えることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に従った電気分解装置では、前記亜臨界装置は、前記反応器で加温された被処理水および処理対象の物質を常温以下に冷却する冷却器をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に従った電気分解装置は、前記冷却器で冷却された被処理水および処理対象の物質が導入される管上に設置され、前記反応器中の圧力を２２．１メガパスカル以下にする背圧弁をさらに含むことが好ましい。
【００１４】
また、本発明に従った電気分解装置は、前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水が導入され、前記電極対が設置される電解槽と、前記電解槽に導入される前に被処理水が通過する管上に設置されたエゼクタとをさらに含み、前記第一の添加手段は、前記エゼクタを介して、処理対象の物質を被処理水に添加し、前記第二の添加手段は、前記エゼクタを通過した後の被処理水に、乳化剤を添加することが好ましい。
【００１５】
また、本発明に従った電気分解装置は、前記第一の添加手段によって処理対象の物質を添加されかつ前記第二の添加手段によって乳化剤を添加された被処理水が導入され、前記電極対が設置される電解槽と、前記電解槽から被処理水を導入され、前記電解槽から導入された被処理水を前記電解槽に戻す循環水路と、前記循環水路上に設置されたエゼクタとをさらに含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明に従った電気分解装置では、前記エゼクタは、第一のエゼクタと第二のエゼクタを備え、前記第一の添加手段は、前記第一のエゼクタを介して、被処理水に処理対象の物質を添加し、前記第二の添加手段は、前記第二のエゼクタを介して、被処理水に乳化剤を添加することが好ましい。
【００１７】
本発明に従った電気分解方法は、処理対象の物質を電気分解する電気分解方法であって、被処理水に、前記処理対象の物質を添加するステップと、被処理水に、乳化剤を添加するステップと、前記処理対象の物質および乳化剤を添加された被処理水に対して、電気分解を行なうステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に従った電気分解方法は、前記処理対象の物質と前記乳化剤を添加された被処理水を、ホモジナイザで均一化するステップをさらに含み、前記電気分解を行なうステップでは、前記ホモジナイザで均一化された後の被処理水に対して、電気分解を行なうことが好ましい。
【００１９】
また、本発明に従った電気分解方法は、前記処理対象の物質を添加された被処理水を、ホモジナイザで均一化するステップと、前記ホモジナイザで均一化された被処理水を、亜臨界状態にするステップとをさらに含み、前記乳化剤を添加するステップでは、前記亜臨界状態にされた被処理水に、乳化剤を添加することが好ましい。
【００２０】
また、本発明に従った電気分解方法は、前記処理対象の物質を添加するステップでは、エゼクタと介して、被処理水に処理対象の物質を添加し、前記乳化剤を添加するステップでは、前記処理対象の物質を添加された被処理水に、乳化剤を添加することが好ましい。
【００２１】
また、本発明に従った電気分解方法では、前記処理対象の物質を添加するステップでは、第一のエゼクタを介して、被処理水に前記処理対象の物質を添加し、前記乳化剤を添加するステップでは、前記第一のエゼクタとは異なる第二のエゼクタを介して、被処理水に前記乳化剤を添加することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、処理の対象となる物質が水に難溶性の物質であっても、そのような物質をミセルとして被処理水中に存在させることができるため、焼却法よりも低コストで処理が可能な電解処理によって、そのような物質を不活性化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の電気分解装置は、導電性の低い溶媒中の有毒物質がミセルの形態で存在する被処理水を電解処理することにより、当該有毒物質を、不活性化させる。
【００２４】
なお、上記したような有毒物質は、本発明の電気分解装置の電解処理の対象の一例であって、本発明の電気分解装置は、上記のような有毒物質以外にも、水等の導電率の比較的高い溶媒に溶け難い物質を、電解処理の対象とできる。
【００２５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の電気分解装置の第１の実施の形態を含む水処理システムの、機能的な構成を模式的に示す図である。図１では、実線の矢印は、被処理水や物質が流される配管およびそれらが流される方向を示し、破線の矢印は、電力の流れを示している。
【００２６】
水処理システムでは、混合槽４内の被処理水が、電解槽１に導入され、当該電解槽１においてバッチ式で電解処理を施された後、貯蔵槽８に導入される。電解槽１は、たとえば、無隔膜一室型の電解槽とされる。混合槽４から電解槽１への被処理水の導入は、ポンプ１４が適宜駆動されることによって行なわれる。また、電解槽１から貯蔵槽８への被処理水の導入は、ポンプ１６が適宜駆動されることによって行なわれる。
【００２７】
貯留槽３には、本システムにおいて処理対象となる物質（消毒液、抗生物質、抗悪性腫瘍剤といった医薬物、または、導電性の低い溶媒中に存在するＰＣＢ等の有毒物質。以下、本明細書では「対象物」と略す。）が貯留されている。対象物は、ポンプ１１が適宜駆動されることにより、混合槽４に導入される。
【００２８】
水貯留槽５には、電解槽１における電解で利用される水が貯留される。乳化剤貯留槽６には、親油性の高級炭化水素基と親水性のイオン部分を有し、かつ、水中で、親油基が油を取り囲む状態にある、いわゆるＯ／Ｗ（Oil in water）タイプ（水中油型）の界面活性剤が貯留されている。水貯留槽５内の水、および、乳化剤貯留槽６内の界面活性剤は、それぞれ、ポンプ１２、および、ポンプ１３が適宜駆動されることにより、混合槽４に導入される。
【００２９】
混合槽４には、内部の溶液を均一化するホモジナイザ（後述するホモジナイザ４０）が設置されている。混合槽４では、対象物、水、および、界面活性剤が導入された後で、ホモジナイザが駆動されることにより、混合槽４内では溶液が乳化する。つまり、ホモジナイザが駆動されることにより、混合槽４内では、対象物が微細化され、図２（Ａ）に示すように、界面活性剤が対象物（有害物質）を内包した状態でミセル化する。なお、ミセルを形成する界面活性剤は、それぞれ、図２（Ｂ）に模式的に示すように、親水性基６０と親油性基６１とを備えている。
【００３０】
電解槽１には、導入された被処理水に対して電解を行なうための電極対（後述する電極対１０）が設置されている。電極対は、電源２から電力を供給される。
【００３１】
また、電解槽１には、ポンプ１５を介して、薬剤槽７が接続されている。薬剤槽７には、塩化ナトリウム等の電解促進剤が貯蔵されている。ポンプ１５が適宜駆動されることにより、電解槽１に、薬剤槽７内の電解促進剤が導入される。
【００３２】
図３は、図１の水処理システムの制御ブロック図である。
【００３３】
図３を参照して、水処理システムには、当該水処理システムの動作を全体的に制御する制御部２０が含まれる。制御部２０は、ポンプ１１〜１６の動作を制御し、電源２から電極対１０への電力の供給態様を制御し、また、ホモジナイザ４０の動作を制御する。また、ポンプ１１〜１６の前後には、配管を開閉する弁が適宜設けられ、制御部２０は、当該弁の開閉の制御も行なう。
【００３４】
以上説明した本実施の形態の水処理システムでは、対象物がミセルに内包されることにより被処理水内に存在し、電解槽１で、電解処理を施される。
【００３５】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の電気分解装置の第２の実施の形態を含む水処理システムの、機能的な構成を模式的に示す図である。図４では、図１と同様に、実線の矢印は、被処理水や物質が流される配管およびそれらが流される方向を示し、破線の矢印は、電力の流れを示している。
【００３６】
水処理システムでは、混合槽４内の被処理水が、ポンプ１４が適宜駆動されることによって、管型反応器２２１に導入され、その後、管型冷却器２２２に導入された後、背圧弁２４を介して、電解槽１に導入される。電解槽１では、被処理水は、バッチ式で電解処理を施された後、貯蔵槽８に導入される。電解槽１から貯蔵槽８への被処理水の導入は、ポンプ１６が適宜駆動されることによって行なわれる。また、本実施の形態では、管型反応器２２１と管型冷却器２２２により、亜臨界装置２２が構成されている。
【００３７】
貯留槽３に貯留されている対象物は、ポンプ１１が適宜駆動されることにより、また、水貯留槽５に貯留される水は、ポンプ１２が適宜駆動されることにより、それぞれ、混合槽４に導入される。
【００３８】
混合槽４には、内部の溶液を均一化するホモジナイザ（前述のホモジナイザ４０）が設置されている。混合槽４では、対象物および水が導入された後で、ホモジナイザが駆動されることにより、混合槽４内で、対象物が、微細化され、分散する。混合槽４内の被処理水は、ポンプ１４が適宜駆動されることにより、管型反応器２２１に導入される。
【００３９】
管型反応器２２１は、油浴中にコイル状の管状経路が敷かれた構造を有し、油浴を加熱・攪拌されることによって、管状経路内に導入されたものの温度を１００〜３７４℃に上昇させることができる。また、本実施の形態のシステムでは、管型反応器２２１の後段に背圧弁２４が設置されていることから、管型反応器２２１は、２２．１Ｍｐａ（メガパスカル）まで、管状経路内の圧力を上昇可能である。
【００４０】
水は、温度が３００℃以上３７４℃未満、かつ、圧力が９．４ＭＰａ以上２２．１ＭＰａ未満の条件下では、いわゆる亜臨界状態にある。常温常圧では、水の比誘電率は約８０であるが、加圧条件下で液体状態を保ったまま温度を上げると、水の比誘電率は、低下し、２００℃を超えると３０以下に低下する。管型反応器２２１では、導入された被処理水を、亜臨界状態とすることにより、対象物が溶解しやすい状態とする。
【００４１】
本実施の形態のシステムでは、管型反応器２２１で亜臨界状態とされた被処理水は、冷却器２２２で、常温に戻される。なお、管型冷却器２２２では、被処理水は、常温に戻される前に、乳化剤貯留槽６に貯留された界面活性剤を添加される。これにより、管型冷却器２２２で常温に戻された被処理水では、非常に微細な油滴（１００ｎｍ（ナノメートル）以下）のミセルが均一に分散する。当該ミセルは、界面活性剤の親油基が、対象物を取り囲む構造を有している。管型冷却器２２２は、水浴中にコイル状の管状経路が敷かれた構造を有しており、水浴を冷却・攪拌されることによって、管状経路に導かれたものを常温以下に冷却できる。
【００４２】
管型冷却機２２２で常温に戻された被処理水は、電解槽１に導入される。
【００４３】
以上説明した本実施の形態では、対象物を添加された被処理水は、ホモジナイザで均一化された後、亜臨界状態とされているときに、界面活性剤を添加された後、常温に戻される。これにより、被処理水では、単に亜臨界状態とされた後常温に戻された際には、油相と水相に分離するのに対し、界面活性剤を添加された被処理水は、微細な油滴を含む均一な溶液となる。つまり、本実施の形態の電解槽１内では、界面活性剤が、被処理水中で、より細かく、対象物を内包するミセルを形成することにより、確実に、対象物の電解処理を実行できる。
【００４４】
電解槽１には、第１の実施の形態のシステムと同様に、導入された被処理水に対して電解処理を行なうための電極対が設置されている。電極対は、電源２から電力を供給される。また、電解槽１には、第１の実施の形態のシステムと同様に、塩化ナトリウム等の電解促進剤が貯蔵されている薬剤槽７から、ポンプ１５が適宜駆動されることにより、電解促進剤が導入される。
【００４５】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の電気分解装置の第３の実施の形態を含む水処理システムの、機能的な構成を模式的に示す図である。図５では、図１と同様に、実線の矢印は、被処理水や物質が流される配管およびそれらが流される方向を示し、破線の矢印は、電力の流れを示している。
【００４６】
本実施の形態の水処理システムでは、電解槽５１に、水が導入されており、また、図示せぬ電極対が設置されている。電極対は、電源５６から電力を供給されることにより、電解槽５１内の溶液（被処理水）に対して電解処理を実行する。電解槽５１には、ポンプ５８が適宜駆動されることにより、薬剤槽５４内の電解促進剤が導入される。
【００４７】
電解槽５１には、当該電解槽５１内の被処理水を導入され、かつ、電解槽５１に被処理水を戻す、循環水路が形成されている。当該循環水路上には、エゼクタ５２０、ポンプ５７、および、エゼクタ５３０が、接続されている。また、エゼクタ５２０には、対象物を貯留する貯留槽５２が接続され、エゼクタ５３０には、界面活性剤を貯留する乳化剤貯留槽５３が接続されている。
【００４８】
ポンプ５７が駆動されることにより、電解槽５１内の被処理水は、循環水路内を循環する。そして、貯留槽５２内の対象物は、エゼクタ５２０を介して、当該循環水路内の被処理水に添加される。これにより、対象物が被処理水に添加される際に、当該被処理水が撹拌されて均一化される。また、乳化剤貯留槽５３内の界面活性剤は、エゼクタ５３０を介して、当該循環水路内の被処理水に添加される。これにより、界面活性剤が被処理水に添加される際に、当該被処理水が攪拌されて均一化される。
【００４９】
図６（Ａ）に、エゼクタ５２０の拡大図を示し、図６（Ｂ）に、エゼクタ５３０の拡大図を示す。図６（Ａ）および図６（Ｂ）では、矢印は、それぞれ、被処理水が流れる方向を示している。
【００５０】
図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、エゼクタ５２０およびエゼクタ５３０は、被処理水の流路上で、一部、管の径を小さくされた部分を有している。そして、当該管の径を小さくされた部分には、それぞれ、外部から物質を導入される接続口５２１，５３１が設けられている。そして、接続口５２１には、貯留槽５２が接続され、接続口５３１には、乳化剤貯留槽５３が接続される。
【００５１】
本実施の形態の水処理システムでは、電解槽５１内の被処理水に、貯留槽５２内の対象物および乳化剤貯留槽５３内の界面活性剤が添加される。なお、対象物および界面活性剤は、エゼクタ５２０およびエゼクタ５３０を介して、被処理水に添加される。これにより、対象物および界面活性剤が被処理水に添加される際、被処理水が攪拌されて均一化され、また、対象物が微細化されることによって、界面活性剤が当該対象物を内包しやすくなるため、被処理水内では、より確実に、対象物が、界面活性剤が形成するミセルの中に内包された形態で、被処理水内に存在する。
【００５２】
電解槽５１では、上記したミセルが存在する状態で、被処理水に対する電解処理が実行される。予め定められた時間だけ被処理水の電解処理が実行されると、電解槽５１内の被処理水は、ポンプ５９が適宜駆動されることにより、貯蔵槽５５へと導入され、電解槽５１には、新たな被処理水が導入される。つまり、電解槽５１では、バッチ式で、電解処理が実行される。
【００５３】
本実施の形態の水処理システムの循環水路では、電解槽５１の被処理水は、エゼクタ５２０を介して貯留槽５２内の対象物を添加された後、エゼクタ５３０を介して乳化剤貯留槽５３内の界面活性剤を添加される。なお、循環水路は、このような順序で対象物および界面活性剤を被処理水に添加するように構成されることが好ましいが、電解槽５１の被処理水が、エゼクタ５３０を介して乳化剤貯留槽５３内の界面活性剤を添加された後、エゼクタ５２０を介して貯留槽５２内の対象物を添加されるように構成されても良い。
【００５４】
［第４の実施の形態］
図７は、本発明の電気分解装置の第４の実施の形態を含む水処理システムの、機能的な構成を模式的に示す図である。図７では、図１と同様に、実線の矢印は、被処理水や物質が流される配管およびそれらが流される方向を示し、破線の矢印は、電力の流れを示している。
【００５５】
本実施の形態の水処理システムでは、ポンプ７２が適宜駆動されることにより、水貯留槽５０内の水が、エゼクタ５２０を介して、電解槽５１に導入される。電解槽５１には、図示せぬ電極対が設置されている。電極対は、電源５６から電力を供給されることにより、電解槽５１内の溶液（被処理水）に対して電解処理を実行する。電解槽５１には、ポンプ５８が適宜駆動されることにより、薬剤槽５４内の電解促進剤が導入される。
【００５６】
本実施の形態の水処理システムでは、エゼクタ５２０を介して、水貯留槽５０内の被処理水に、貯留槽５２内の対象物が添加される。これにより、対象物は、微細化された形態で、被処理水に添加される。
【００５７】
対象物を添加された被処理水は、電解槽５１に導入された後、ポンプ７３が適宜駆動されることによって界面活性剤を添加された後、電解処理される。電解処理が終了すると、電解槽５１内の被処理水は、ポンプ５９が適宜駆動されることにより、貯蔵槽５５へと導入され、電解槽５１には、新たな被処理水が導入される。つまり、電解槽５１では、バッチ式で、電解処理が実行される。
【実施例】
【００５８】
以下、本発明の実施例として、対象物がミセルという形態で存在する被処理水に対して電解処理が施されたことによる、対象物の不活性化を示す実験の一例について、具体的に説明する。
【００５９】
今回の実験では、対象物の一例として、抗悪性腫瘍薬（抗癌剤）であるパクリタキセルが使用された。パクリタキセルの化学構造は、以下に示すとおりである。
【００６０】
【化１】
2006218400.tif 000003
【００６１】
パクリタキセルは、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに溶解しやすく、アセトニトリル、メタノール、または、エタノールにやや溶解しやすく、エーテルには極めて溶解しにくく、そして、水にはほとんど溶解しない。
【００６２】
また、今回の実験では、界面活性剤（乳化剤）として、ポリオキシエチレンヒマシ油（商品名：クレモホールＥＬ）が使用された。
【００６３】
ポリオキシエチレンヒマシ油は、非イオン界面活性剤で、ほかの酸化エチレン付加型非イオン界面活性剤に比べて、かなり大きな分子量を持っている。
【００６４】
図８は、実験の際の電解処理に利用された装置を模式的に示す図である。
【００６５】
今回の実験では、パクリタキセル３０ｍｇ、ポリオキシエチレンヒマシ油２．５ｍｌ、および、生理食塩水７．５ｍｌを試験管９０５に取り、超音波ホモジナイザを用いて乳化（エマルジョン化）させた。
【００６６】
また、図８に示されるように、電解処理に利用された装置では、アノード電極９０１とカソード電極９０２が、試験管９０５内の溶液（被処理水）に浸され、かつ、電源９００から電力を供給されている。電解処理に利用されたアノード電極９０１、カソード電極９０２、および、電源９００についての特性を表１に示す。
【００６７】
【表１】
2006218400.tif 000004
【００６８】
表１に示されるように、アノード電極９０１とカソード電極９０２は、材料としてプラチナ（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とを含み、幅が３．５ｍｍであり高さが８．０ｍｍというサイズを有する板体であった。また、電解処理には、アノード電極９０１が１つ、カソード電極９０２が１つ、つまり、合計２つの電極（１対の電極対）が、利用された。そして、電解処理では、アノード電極９０１とカソード電極９０２の電極間距離は、５ｍｍとされた。
【００６９】
また、電源９００は、直流電源であった。そして、表１に示されるように、電源９００は、アノード電極９０１とカソード電極９０２に対して、これらの電極の間に１００ｍＡの電流が流れるように、さらに、電流密度が４Ａ／ｄｍ２となるように、電力を供給した。
【００７０】
そして、今回の実験では、ヒトリンパ球樹立細胞であるＭｏｌｔ−４細胞を用いて、上記のような装置で電解処理を施されたパクリタキセルのＣＣ５０（５０％細胞生存濃度）を、電解時間（電解を施される時間）を変えて、測定した。なお、細胞数の測定には、テトラゾリウム塩ＷＳＴ−８（Ｃｅｌｌ  Ｃｏｕｎｔｉｎｇ  Ｋｉｔ−８）を発色基質として使用した。ＷＳＴ−８は、細胞内脱水素酵素により還元され、水溶性のホルマザンを生成する。なお、細胞数と、生成するホルマザン量は、直線的な比例関係にある。したがって、ホルマザンの４５０ｎｍの吸光度を測定することにより、細胞数を測定した。
【００７１】
細胞数の測定では、Ｕ字底マイクロタイタープレートを用いて、培地（ＲＰＭＩ−１６４０  ｍｅｄｉｕｍ  ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ  ｗｉｔｈ  １０％  ＦＳＢ）を溶媒として、各試料の３倍希釈系列を作製した。そして、各希釈液５０μｌに対して１００μｌずつ培地を入れた後、５×１０５ｃｅｌｌ／ｍｌに調整した細胞浮遊液を５０μｌずつ入れた。そして、このマイクロタイタープレートを５％ＣＯ２濃度のインキュベータに入れ３日間培養した。
【００７２】
培養後、平底マイクロタイタープレートに、ＷＳＴ−８溶液を１０μｌずつ入れた後、培養後のマイクロタイタープレートの各ウェルを１００μｌずつ入れ、ＣＯ２インキュベータで１時間反応させた。その後、マイクロプレートリーダを用いて、２波長測定（４５０ｎｍ−６２０ｎｍ）における光学濃度（Ｏ．Ｄ．）を測定した。
【００７３】
パクリタキセルのＣＣ５０は、電解時間が長くなるに従って、高濃度になるように、変化した。図９は、パクリタキセルに対する４種類の電解時間（０時間（電解せず）、２時間、４時間、および、６時間）のそれぞれの場合の、パクリタキセル濃度に対する細胞の生存率を示す図である。そして、図１０に、パクリタキセルに対する電解時間の変化に対応したパクリタキセルのＣＣ５０の変化を示す。なお、図９では、電解時間０時間の場合の結果が、菱形のプロットおよび実線で示され、電解時間２時間の場合の結果が、四角形のプロットおよび破線で示され、電解時間４時間の場合の結果が、三角形のプロットおよび一点鎖線で示され、そして、電解時間６時間の場合の結果が、×印のプロットおよび二点鎖線で示されている。
【００７４】
まず、図９を参照して、パクリタキセルは、電解時間が長くなるほど、細胞の同じ生存率に対応する濃度が高くなっている。つまり、電解時間が長くなるほど、パクリタキセルの不活性化の度合いが高くなっていると言える。このことから、
また、さらに図１０を参照して、電気分解によって、パクリタキセルの細胞毒性を低下させることができると言える。具体的には、電解時間０時間のパクリタキセルのＣＣ５０が０．０００５μｇ／ｍｌ程度であり、電解時間６時間のパクリタキセルのＣＣ５０が０．１μｇ／ｍｌ程度であることから、６時間の電解によって、パクリタキセルの細胞毒性を１／２００以下とすることができたと言える。
【００７５】
以上の次第で、電解処理が、パクリタキセルの不活性化に寄与していると言える。
【００７６】
今回開示された各実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態に記載された技術は、単独でも、また可能な限り組合わされても、利用可能なものであると考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態である電気分解装置を含む、水処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】（Ａ）は、図１の水処理システムの混合槽における界面活性剤のミセル化を説明するための図であり、（Ｂ）は、図１の水処理システムで利用される界面活性剤の構造を模式的に示す図である。
【図３】図１の水処理システムの制御ブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である電気分解装置を含む、水処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態である電気分解装置を含む、水処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図６】図５のエゼクタの拡大図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態である電気分解装置を含む、水処理システムの構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明の一実施例における電解処理において利用された装置を模式的に示す図である。
【図９】本発明の一実施例における、パクリタキセルに対する４種類の電解時間のそれぞれの場合の、パクリタキセル濃度に対する細胞の生存率を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例における、パクリタキセルに対する電解時間の変化に対応したパクリタキセルのＣＣ５０の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１，５１  電解槽、２，５６  電源、３，５２  貯留槽、４  混合槽、５  水貯留槽、６，５３  乳化剤貯留槽、７，５４  薬剤槽、８，５５  貯蔵槽、１０  電極対、１１〜１６，５７〜５９  ポンプ、２２  亜臨界装置、５２０，５３０  エゼクタ、２２１  管型反応器、２２２  管型冷却器。
【図１】
2006218400.tif 000005
【図２】
2006218400.tif 000006
【図３】
2006218400.tif 000007
【図４】
2006218400.tif 000008
【図５】
2006218400.tif 000009
【図６】
2006218400.tif 000010
【図７】
2006218400.tif 000011
【図８】
2006218400.tif 000012
【図９】
2006218400.tif 000013
【図１０】
2006218400.tif 000014